夸克的颜色是如何区分的，不同颜色的夸克其性质有何不同？

夸克的某一性质叫色荷，的确启发于生活中的三原色。

科学家发现夸克和夸克之间并不一样，它们的量子态有三种可能。

我们把这三种状态类比成红，蓝，绿色。

记得夸克永远都是成群出现的，这个夸克群组成了一个集体，叫强子。有时候这个集体很稳定，有时候不稳定。而最稳定的集体就是就常见的强子。所以最常见的强子就是质子和中子。夸克之间或许还有其他组合群，并形成不同于质子和中子的强子，但它们并不稳定。

继续回到夸克的“颜色”上。虽然夸克具有“颜色”，但科学家却发现夸克们组成的集体总是没有“颜色”的。

所以科学家借用三原色组合形成白色的道理类比夸克的这种形状，称这些性质为色荷。

夸克们爱怎么组合就怎么组合去吧，反正它们这个集体必须呈色中性。

理论上，每种粒子都具有反粒子。夸克也不例外，夸克也有反夸克。如果一个夸克的色荷是红色，那么它的反夸克就是反红色。

这时候，一个夸克和它的反夸克组成了一个集体，可以称这个集体为强子（复合粒子）。由于夸克的色荷是红，反夸克是反红，红＋反红=色中性。这种只由正反夸克组成的复合粒子叫介子。这时候，就不需要其他夸克插足了，因为夸克组成的这个集体已经呈色中性了，再插入一个夸克，就会违背物理定律。这个定律就是由夸克组成的复合粒子呈色中性。

当然还有一种方式的组合。三个夸克分别携带红、绿、蓝不同颜色的色荷，它们之间组合形成的复合粒子就是色中性。或者三个反夸克分别携带反红、反绿、反蓝组合在一起形成的复合粒子也是色中性。这种由三个不同颜色的夸克组成的复合粒子就是重子。

中微子和夸克不是同一类型的粒子根据是否参加强相互作用,人们把物质分为强子和轻子

物理学的标准模型说,世界是由六种“夸克”和六种“轻子”组成的,他们通过“规范玻色子”相互作用夸克是强子的基本组成单元轻子有电子、μ子、τ子,以及相应的中微子：电子中微子、μ子中微子、τ子中微子,不参与强相互作用这六种夸克和六种轻子都是实验上已经找到了的

中微子、电子等轻子跟夸克一样,也是“基本粒子”,可以说跟夸克是同一个“级别”上的

这些基本粒子在满足一定的守恒定律的时候,可以互相转化,比如正负电子湮灭后可以转化为一对正反夸克,正反夸克湮灭后也可以转化为正负电子但我们不能说夸克是由电子组成的,也不能说电子是由夸克组成的,现在认为,他们都是基本的

随着π介子的发现，基于宇宙射线的粒子探测技术也越来越精密，一群新粒子蜂拥而出，不久后，人们又发现了正负K介子和中性的Λ粒子。

加速器那边也传来了好消息，1949年，发现了中性π介子，后来又发现了正负和中性Σ粒子，负和中性Ξ粒子还有中微子，反质子和反中子我们已经说过了。

以前找不到新粒子的时候拼命找，现在忽然冒出来这么一大堆也发愁，人们不由得开始感叹门捷列夫的伟大，伟大的门捷列夫把所有的元素纳入了一个表中，不但看起来井然有序，而且还指出了元素之间的规律，那么这么多粒子是不是也可以这么做呢？

一位年轻的物理学家带着这个疑问去问费米，费米一声长叹："年轻人，我要是记得这么多名字，我早就成为植物学家了。"

费米的这一声长叹道出了当时的困境，虽然植物学的分类远没有元素周期表那么漂亮，可是当时对微观粒子的分类连植物学那么粗疏的分类也做不到，人们只是勉强地把这些粒子分成了费米子和玻色子。

费米子就是构成物质的粒子，包括轻子和重子，轻子就是质量轻的粒子，包括电子μ子中微子和他们的反粒子，重子包括我们常见的质子中子Λ粒子Σ粒子Ξ粒子和它们的反粒子，玻色子就是传递力的粒子，包括光子和所有的介子，介子和重子又构成了强子，天啊，这太乱了，确实有点象植物学的分类，看起来有些规律，其实真正的规律还隐藏在迷雾中。

从整个科学史来看，物理学家们并不喜欢这种植物学的分类，他们更喜欢找到世界的本源。费米和杨振宁第一个强子的结构模型，他们觉得π介子是由质子或者中子和它们的反粒子组成，他们提出这种说法时反物质粒子还没有发现，这确实需要相当的胆识和勇气。

日本物理学家坂田昌一从马克思主义辩证唯物主义触出发，认为质子中子和Λ粒子就是构成物质的最基本粒子，并且试图以此来构建其它粒子。

东方物理学家受到西方哲学思想的影响，那么西方物理学家呢，他们自然要受到东方哲学的启发，盖尔曼就觉得佛祖说的"八证道"很有意思，提出了"八重态"，这基本上就是这一堆粒子的元素周期表了。

盖尔曼的八重态确实漂亮，不但给粒子分了类，而且也和元素周期表一样可以预言新粒子，Ω粒子就是预测出来的，可是光有元素周期表是没有用的，门捷列夫也没有搞懂元素周期表为什么这么排，直到人们了解了原子核的构造之后才知道的这是按照元素的质子数和核外电子数排列的，盖尔曼这次没有等别人来解释八重态，他自己就解释了粒子的本源。

盖尔曼提出了一个新的设想就是夸克，他说夸克分为三种，质子和中子就是由三种夸克构成，不过这就引出了一个问题，质子的电荷数才是1，三个夸克构成一个质子，这就要有1/3电荷了，这还真是，盖尔曼把夸克分为上夸克下夸克和奇夸克，上夸克带﹢2/3电荷，下夸克带-1/3电荷，奇夸克带-1/3电荷，重子就由这三种夸克不同组合，介子再算上点反夸克。

这听起来有点匪夷所思，其实盖尔曼自己也拿不准，他自己也不认为真的有这种粒子，他

称之为"数学的产物"。提出者自己都没谱，这更不能指望别人承认了，所以长期以来，人们都认为这是胡说八道。

理论上说不清楚的事情，还是看实验吧。当年祖师爷卢瑟福就是靠着α粒子散射实验一战封神，也揭开了原子的秘密，现在的实验就要击碎质子，看看质子能不能破碎了，不过当年卢瑟福实验有α粒子这种大自然的赏赐，现在可没有了，既然大自然给不了，那就自己造吧，这就是加速器，就是用高能电子直接撞向质子。

这撞过去的结果有三个，一个是撞了就撞了，就象乒乓球撞铅球一样，直接把乒乓球撞飞了，第二个结果就是电子把质子撞兴奋了，电子和质子本身都还完好无损，就是质子的能量变化了，顺便产生了几个新粒子，这就好像是乒乓球把铅球撞的挪了点位置，还有了点灰尘飞起，要是电子能量足够大，也不是不可能，还有一种最不可能的结果就是电子把质子撞碎了，质子的碎片四处飞散，电子也被撞的无影无踪。

可是最不可能的结果还是出现了，实验结果表明质子确实存在着内部结构，这就是说质子还可以再分，可是是不是分成夸克呢？这还真没有人知道，因为实验的提出者比约肯的数学描述太复杂了，这对于物理学家们来说就是一个障碍，物理学家们数学一向不好，关于这一点，海森堡表示赞同。

看来还是得请外援了，外援就是顽童费曼。这个时候的费曼正在享受诺贝尔奖带来的兴奋中，不过很快费曼就意识到荣誉只能代表过去，还是应该再做点贡献。

费曼提出了一个部分子的猜想，就是强子有很多部分构成，这只是他的一个天才构想，毫无实验依据啊，不过实验结果就送上门来了，他看到实验结果后仰天长啸"我穷尽一生，一直在寻找这样的实验呀"，经过一夜的思考，费曼用简洁明了的语言解释了实验结果，人们才恍然大悟。

至于部分子是不是就是夸克呢？费曼根本就不在乎，天才嘛，是不关心这些小事的，这一点倒是和泡利颇为相似。

后来的实验证明，质子内部确实存在着夸克，可是问题更大了，既然质子中子内部存在着夸克，为什么从来就没有看到过自由夸克呢？这还只是其中一个问题，还有两个问题是当时初生的夸克理论解决不了的。

这第一个挡在夸克理论面前的大山就是泡利，泡利以泡利不相容原理闻名，这不是他唯一的成果却是他最重要的成果，对于微观粒子来说，泡利就如同君王一般，任何一个粒子都要遵守他的圣旨，这道圣旨就是泡利不相容原理。

按照夸克理论，夸克应该是自旋1/2的费米子，而且强子包括两个或者两个以上拥有相同量子态的夸克，比如质子就是有两个上夸克和一个下夸克构成的，这两个上夸克就是量子态相同的微观粒子，这是违反泡利不相容原理的。

实验表明质子中子内部的夸克会象独立的粒子一样随意溜达，可是夸克是由强大的核力束缚在一起的呀，这怎么可能又抱在一起又四处溜达呢，这是第二个夸克理论难以解释的问题。

这三个问题就成了压在夸克理论头上的三座大山，饭得一口一口地吃，山也得一座一座地翻，首先要翻的当然是泡利这一座山，谁叫他不好惹呀。

要想翻越泡利这一座大山有三种方法，一是论证泡利不相容原理是错的，这事儿大家不是没干过，爱因斯坦就是通过论证以太不存在推翻了牛顿爵爷，成就了一代霸业的，第二个方法就是修改自己的理论，这也有先例的，当初玻尔认为能量守恒定律有问题，泡利觉得没问题，直接提出了中微子的设想，这个咱们在前面说过了已经，还有一种耍赖的方法就是添一个自由度呗，不是不可能有两个电荷自旋完全相同的微观粒子凑成CP吗？夸克的电荷自旋都一样了，那就再添一个自由度，那不是就既满足了泡利不相容原理又不破坏自己的理论，这就是皆大欢喜呀。

这活当然盖尔曼来做最好，不过盖尔曼却有点漫不经心，因为他刚获得了诺贝尔奖，而且他也并不确定真的有夸克这种东西，可是有人着急，这个着急的人就是费里奇，这位也是一位奇人，他来自民主德国，当时两个德国还没有统一，柏林还横亘着一道长墙，为了追求知识他偷偷跑到了联邦德国，开始在慕尼黑的普朗克物理研究所攻读理论物理。

来自 社会 主义国家的费里奇深受马克思主义教育，他坚信夸克是一定存在的，对于盖尔曼漫不经心的态度表示很不理解，在1970年遇到盖尔曼的时候，他强烈地表示了自己的信心，人家都冒着生命危险来追求真理了，自己不关心一下也不合适，于是盖尔曼开始和费里奇一起琢磨新的模型。

他们意识到只要再增加一个量子数就可以解决这个问题，用什么好呢？开始已经用了上下，这次总不能用左右吧，再说了左右和上下都是方位词，根本就看不出新奇之处来，费尔蒙从法国国旗中得到了灵感，决定用颜色来命名新的量子数，其实这也不太新，费曼早就用颜色指代过不同的中微子，不管那么多了，新的夸克方案中夸克可能具有三种颜色，分别是红白蓝，这就是法国国旗的颜色，不过这颜色命名有一点不科学，后来还是改成了三原色蓝红绿，因为这样的话，三个夸克凑一块就成了白色，这就是量子数为零了，所以质子中子就没有这个量子数了，不过要注意，夸克的"色"并不是真的夸克有颜色，这只是一种代称，是量子自由度的一个称号。

现在泡利的问题就解决了，质子就由一个蓝上夸克一个红上夸克和一个绿下夸克组成，中子就是一个蓝上夸克一个红下夸克一个绿下夸克构成，再也没有量子数完全相同的夸克了，夸克的数量也扩大了三倍。

现在看下一个问题，夸克如何在强子内部又可以自由溜达还可以抱团，在我们一般印象中，都是离的越近吸引力越大，电磁力万有引力都是如此，要是以这种观点来看的话，确实夸克不能随意溜达，只能紧紧地抱在一起，可是夸克不是靠万有引力和电磁力在一起，它们靠的是核力，经过试验和分析，人们发现夸克间的核力有一种特殊的性质，那就是渐近自由，简单来说，就是离得越近之间的核力越小，小到可以四处溜达，离的越远之间的核力越大，大到看起来就是一个质子，好了，终于又解决了一个问题。

还是来看终极问题吧，这就是夸克禁闭问题，为什么从来没有见到一个个的单独夸克呢？刚才说了一个渐进自由，随着夸克间距离越来越大核力也越来越大，用这个是不是可以解释夸克禁闭呢？就是因为核力越来越大所以夸克就飞不出来，可是我们可以增加能量呀，把能量增加大可以超过核力，那怎么还是看不到单独的夸克呢？

关于这一点目前还没有很好的解释，有一种猜想是这样的。随着能量越来越大，就在夸克要飞出来的时候，这个能量已经大到足以在真空中出现一对正反夸克，出现的反夸克会立即和飞出来的夸克配对形成一个介子，另一个夸克会立即取代原来夸克在强子中的位置。

不管怎么说，夸克理论已经站住脚了，可是事情还没有结束，下面该中国人登场了。

物体是由原子组成的，而原子由电子、质子和中子组成。然而，深入其中一个质子或中子，事情就变得奇怪了。三种被称为夸克的粒子以接近光速的速度来回弹跳，被称为胶子的相互连接的粒子弦弹回来。奇怪的是，质子的质量一定是以某种方式来自弹性胶子弦的能量，因为夸克的重量非常小，而胶子没有质量。

物理学家在20世纪60年代发现了这个奇怪的夸克-胶子图，并在70年代将其与一个方程式匹配，从而创造了量子动力学（QCD）理论。问题是，虽然这个理论似乎是准确的，但在数学上却是异常复杂的。面对像计算三个细夸克如何产生巨大质子这样的任务，量子动力学根本无法给出一个有意义的答案。

“这既诱人又令人沮丧，”英国曼彻斯特大学的粒子物理学家马克·兰开斯特说。“我们绝对知道夸克和胶子相互作用，但我们无法计算”。

如果有人能解出QCD中使用的这类方程来展示像质子这样的大质量实体是如何形成的，他将获得100万美元的数学奖金。由于缺乏这样的解，粒子物理学家们已经开发出了艰难的变通方法来提供近似的答案。一些人通过粒子对撞机实验推断夸克的活动，而另一些人则利用世界上最强大的超级计算机。但是，这些近似技术最近发生了冲突，使得物理学家们无法确定他们的理论到底预测了什么，因此更难以解释未知粒子或效应。

为了理解是什么使得夸克和胶子如此违反数学定律，考虑一下在描述即使是行为良好的粒子时需要多少数学机制。例如，一个不起眼的电子可以短暂地发射一个光子，然后吸收它。在光子短暂的生命中，它可以分裂成一对物质-反物质粒子，每一个粒子都可以进行进一步的演化，直至无穷。

在20世纪40年代，经过大量的努力，物理学家们发展出了能够适应自然界这种奇异特性的数学规则。研究一个电子需要将它的虚拟随从分解成一系列可能的事件，每一个都对应一个被称为费曼图的图形和一个匹配方程。要对电子进行完美的分析，需要无限串的图表以及无限多步的计算。但对物理学家来说，幸运的是，那些对罕见事件更为复杂的描绘最终变得相对无关紧要。

20世纪60年代夸克的发现打破了一切。通过向质子注入电子，研究人员发现了质子内部被一种新的力束缚的部分。物理学家们竞相寻找一种能够处理这些新组成部分的描述。1973年，他们成功地将夸克的所有细节和将夸克束缚在一起的“强力”打包成一个紧凑的方程。但是他们的强力理论，量子动力学，并没有以通常的方式表现出来。

费曼图把粒子看作是通过从远处接近彼此而相互作用的，就像台球一样。但是夸克不是这样的。根据加州大学河滨分校的粒子物理学家弗利普·塔内多的说法，费曼图表示三个夸克从一定距离聚集在一起，相互结合形成一个质子，这简直是一幅“漫画”，因为夸克的结合如此之强，以至于它们不可能独立存在。它们之间连接的强度也意味着，与费曼图相对应的无穷级数项以一种不受约束的方式增长，而不是以足够快的速度消失，以允许一个简单的近似。费曼图是一个错误的工具。

这种强力之所以怪异，主要有两个原因。首先，电磁力只包含一种电荷，而强力涉及三种电荷：被称为红色，绿色和蓝色的“彩色”电荷。更奇怪的是，这种强力的载体被称为胶子，它本身带有色荷。因此，虽然构成电磁场的（电中性的）光子不会相互作用，但彩色胶子会聚集在一起形成弦。兰开斯特说：“这确实导致了我们看到的差异。”胶子自身的力，加上这三个电荷，使得强力变得强大——强大到夸克无法脱离彼此。

几十年来积累起来的证据表明胶子存在，并在某些情况下表现出预期的作用。但在大多数计算中，量子动力学方程被证明是难以处理这些作用的。然而，物理学家需要知道量子动力学预测了什么——不仅要理解夸克和胶子，还要确定其他粒子的属性，因为它们都受到包括虚夸克在内的量子活动的影响。

一种方法是通过观察夸克在实验中的表现来推断无法计算的值。费米国家加速器实验室的粒子物理学家克里斯·波利说：“把电子和正电子撞在一起，多久会产生最终状态的夸克。他说，从这些测量数据中，你可以推断在围绕着所有粒子的虚活动中夸克出现的频率。

其他研究人员继续尝试通过使用超级计算机计算近似解，从标准量子动力学方程中提取信息。粒子物理学家亚伦·迈耶说：“你只是不断增加计算周期，答案就会越来越好。”

这种被称为格点量子动力学的计算方法，把计算机变成了模拟数字夸克和胶子行为的实验室。这项技术得名于它将时空分割成一个点网格的方式。夸克位于晶格点上，量子动力学方程允许它们相互作用。网格越密集，模拟越精确。费米实验室的物理学家但是计算能力已经提高，晶格量子动力学现在可以成功地预测质子的质量，误差在实验确定值的几个百分点之内。

理论学家认为，这些数字实验室在接近夸克对其他粒子的影响方面，还需要一两年的时间才能与对撞机实验相竞争。但今年2月，一个欧洲合作组织发布了一份预印本，声称利用新型降噪技术，将一种名为介子的粒子的磁性能精确到其真实值的1%以内，震惊了整个欧洲。

然而，该团队对介子周围虚夸克活动的预测与电子-正电子碰撞的推断相冲突。迈尔最近合著了一份关于矛盾结果的调查报告，他说许多关于格点量子动力学的技术细节仍然没有得到很好的理解，比如如何从粗糙的格点跳回到光滑的空间。许多研究人员认为介子是未被发现的粒子的领头羊，确定量子动力学预测介子的工作正在进行中。

与此同时，具有数学背景的研究人员对于找到一种策略来解决这种强力并没有完全绝望，因为他们对可能存在的最轻的夸克或胶子的质量进行了严格的预测在理论世界中，一种叫做全息原理的工具就是这样一种方法。一般的策略是将问题转化为一个抽象的数学空间，在这个空间中夸克的全息图可以彼此分离，从而可以用费曼图进行分析。

简单的尝试看起来很有希望，但是没有一个能达到格点量子动力学的精确度。现在，理论家们将继续完善他们不完善的工具，梦想新的数学机器能够驯服基本的但不可分割的夸克。

由万有引力定律可得，

F＝GMm/r(2)，

带入数值可得，F＝3362×10^-37N

由于本题没有给出夸克的半径，所以求解过程中认为1010^-16m为

两夸克的质心距离。

我们现在都知道质子和中子6也并不是最小的粒子，它们都是由更基本的粒子夸克构成的。 而很多人并不知道，提出夸克模型的是物理学家盖尔曼！

盖尔曼（1929 2019年），美国物理学家，1969年获得诺贝尔物理学奖。

强子夸克模型

1964年，盖尔曼提出了强子夸克模型。他认为质子和中子是由更基本的粒子夸克构成，它们带有分数电荷，如+2/3，-1/3。夸克遵循一种叫做夸克禁忌的准则，它不能单独存在，只能几个一起组成其他粒子，如质子和中子都是由三个夸克组成。

到后来，科学家相继总共发现了六种夸克，分别是上夸克和下夸克，顶夸克和底夸克，粲夸克和奇夸克，还有六种相应的反夸克。每种夸克又有三种色，分别是红、绿、蓝，这样总共就有36种不同的夸克。（这里所说的色不是我们看到的颜色，是区分夸克的一种方式。）

奇异数守恒

50年代，科学家发现了质量处于质子和电子之间的介子，后来又发现了超子，它们产生的快，消失的慢。刚开始人们无法解释它们，盖尔曼引入了一种新的量子数—奇异数，并且提出了奇异数守恒定律，这样成功的解释了这些粒子的性质，我们也把这种粒子成为奇异粒子。

1984年，盖尔曼与另外几位诺贝尔得主一起倡议建立了圣塔菲研究所，旨在进行多学科的复杂研究，它是一所没有围墙的研究所，进行了广泛的国际交流。

盖尔曼知识渊博，博学多才，能讲六七种语言，对于经典古籍也能信手拈来，并且他对于鸟类的分类达到了非常专业的水准。他极力宣传保护野生动物，保护环境，保护文化多样性。

hello,又来回答问题了！！

基本粒子

所谓基本粒子就是构成物质的最基本的单元。根据作用力的不同，粒子分为强子、轻子和传播子三太类。

强子就是是所有参与强力作用的粒子的总称。它们由夸克组成，已发现的夸克有五种，它们是：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克和底夸克。理论预言还有第六种夸克存在，已命名为顶夸克，但目前尚未发现。现有粒子中绝大部分是强子，质子、中子、π介子等都属于强子。

轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子是带电的，所有的中微子都不带电；τ子是1975年发现的重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它的质量很重，是电子的3600倍，质子的18倍，因此又叫重轻子。

传播子也属于基本粒子。传递强作用的胶子共有8种，1979年在三喷注现象中被间接发现，它们可以组成胶子球，但至今尚未被直接观测到。传递弱作用的W+，W-和Z0。中间玻色子是1983年发现的，非常重，是质子的80一90倍。

基本粒子要比原子、分子小得多，现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小，只有原子的十万分之一。而轻子和夸克的尺寸更小，还不到质子、中子的万分之一。

粒子的质量是粒子的另外一个主要特征量。按照粒子物理的 规范理论，所有规范粒子的质量为零，而规范不变性以某种方式 被破坏了，使夸克、带电轻子、中间玻色子获得质量。现有的粒子质量范围很大，从0到90吉电子伏。光子、胶子是无质量的，电子质量很小，只有05兆电子伏，π介子质量为电子质量的280倍；质子、中子都很重，接近电子质量的2000倍，约为1吉电子伏，已知最重的粒子是Z0，其质量为90吉电子伏。己发现的五种夸克，从下夸克到底夸克，质量从轻到重。下夸克质量只有03吉电子伏，而底夸克重达5吉电子伏，顶夸克还没有发现，理论预言它的质量可能超过100吉电子伏。中微子的质量非常小，目前己测得的电子中微子的质量小于7电子伏，即为电子质量的七万分之一，已非常接近零。

粒子的寿命是粒子的第三个主要特征量。电子、质子、中微子是稳定的，称为 "长寿命"粒子；而其他绝大多数的粒子是不稳定的，即可以衰变。一个自由的中子会衰变成一个质子、一个电子和一个中微子； 一个π介子衰变成一个μ子和一个中微子。粒子的寿命以强度衰减到一半的时间来定义。质子是最稳定的粒子，实验已测得的质子寿命大于10的33次方年。

粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子。1932年科学家发现了一个与电子质量相同但带一个正电荷的粒子，称为正电子；后来又发现了一个带负电、质量与质子完全相同的粒子，称为反质子；随后各种反夸克和反轻子也相继被发现。一对正、反粒子相碰可以湮灭，变成携带能量的光子，即粒子质量转变为能量；反之，两个高能粒子碰撞时有可能产生一对新的正、反粒子，即能量也可以转变成具有质量的粒子。

粒子还有另一种属性—自旋。自旋为半整数的粒子称为费米子，为整数的称为玻色子。

物质是不断运动和变化的，在变化中也有些东西不变，即守恒。粒子的产生和衰变过程就要遵循能量守恒定律。此外还有其他的守恒定律，例如轻子数和夸克数守恒，这是基于实验上观察不到单个轻子和夸克的产生和湮灭，必须是粒子、反粒子成对地产生和湮灭而总结出来的。

微观世界的粒子具有双重属性粒子性和波动性。描述粒子的粒子性和波动性的双重属性，以及粒子的产生和消灭过程的基本理论是量子场论。量子场论和规范理论十分成功地描述了粒子及其相互作用。

1899年，物理学家卢瑟福发现放射性元素镭发出的射线中，有在磁场中偏转的α-射线和β-射线。1903年他证实α-射线为正离子流(氦核)，β-射线为电子流。在研究α-射线的穿透能力时，他发现大部分α-粒子均可穿过极薄的金属箔，少数发生偏转，个别的被反弹回来。这就是著名的α-粒子散射实验。据此，他设想：原子内部一定是有一个带正电的、坚硬的核。核只占据很小的空间，他估算核的半径约为3×10-12cm，而原子半径约为16×10-8cm。这样，大部分α-粒子可以从原子中的空隙穿过，但如果遇到核，则将被反弹回来，或发生一定角度的偏转。这一实验，证实了原子核的存在。从而改变了汤姆生的原子模型。1911年卢瑟福提出了“行星系式”原子模型。对于认识原子结构具有十分重要的意义